Физики впервые создали сложную волну, которая может преодолеть большие дистанции, не теряя ее форму. Такие волны, названные солитонами, обычно путешествуют со всего одним взволнованным «способом» или пиком интенсивности, но в выпуске 25 мая Physical Review Letters бригада сообщает, что кристалл может сосредоточить лазерный свет в солитон с многократными способами, которые могли нести информацию.
Волны имеют тенденцию распространяться и терять их форму, когда они путешествуют через что-либо кроме чистого вакуума. Поэтому они содержат смесь многих других волн, который все путешествие на различных скоростях через среду. Но в 1844, инженер Джон Рассел заметил исключение: специфическая водная волна, ускорившаяся через канал без любого признака ослабления.
Этот тип волны был назван солитон. После того, как лазер был изобретен, физики нашли, что оптические солитоны могли быть созданы, когда свет прошел через «нелинейную» среду, точно давшую компенсацию за нормальное распространение единственного пика волны яркости.Бригада – Мордехай Сегев и Мэтью Митчелл из Принстонского университета и Demetrios Christodoulides Университета Лихай – знали, что должно быть возможно создать солитоны с многократными пиками интенсивности или способы – пока способы не вмешались друг в друга.
Для проверки они послали два лазерных луча, каждый имеющий различный способ, через нелинейный кристалл стронциевого бариевого ниобата, создающего солитоны. Один неотступно следовал за 10 метрами после другого так, чтобы их относительные фазы изменились слишком быстро для вмешательства.
Когда исследователи посмотрели на профиль интенсивности луча, появившегося из кристалла, они нашли, что это был солитон, имевший больше чем один горб яркости.Слишком рано для высказывания, куда эти многорежимные солитоны могли бы быть помещены в работу, но информатика является одной возможностью. «Работа солитона Сегева и его коллег может иметь захватывающие последствия для новых способов вычислить, такие как квантовые вычисления и вычисления ДНК», говорит Кеннет Стейглиц, программист в Принстоне.
Солитоны, Сегев говорит, могут пересечь друг друга без вмешательства – возможный способ упаковать больше информации в меньшее пространство – и многократные пики повысил бы их несущую информацию способность.